[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

EP1492975B1 - Conduite tubulaire flexible a gaine en polymere thermoplastique elastomere - Google Patents

Conduite tubulaire flexible a gaine en polymere thermoplastique elastomere Download PDF

Info

Publication number
EP1492975B1
EP1492975B1 EP03727606A EP03727606A EP1492975B1 EP 1492975 B1 EP1492975 B1 EP 1492975B1 EP 03727606 A EP03727606 A EP 03727606A EP 03727606 A EP03727606 A EP 03727606A EP 1492975 B1 EP1492975 B1 EP 1492975B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sheath
flexible tubular
tubular pipe
elastomeric thermoplastic
polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP03727606A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1492975A1 (fr
Inventor
Jean Hardy
Alain Coutarel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technip Energies France SAS
Original Assignee
Technip France SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technip France SAS filed Critical Technip France SAS
Publication of EP1492975A1 publication Critical patent/EP1492975A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1492975B1 publication Critical patent/EP1492975B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L11/08—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall
    • F16L11/081—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising one or more layers of a helically wound cord or wire
    • F16L11/083—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising one or more layers of a helically wound cord or wire three or more layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/14—Hoses, i.e. flexible pipes made of rigid material, e.g. metal or hard plastics
    • F16L11/16—Hoses, i.e. flexible pipes made of rigid material, e.g. metal or hard plastics wound from profiled strips or bands
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y10T428/139—Open-ended, self-supporting conduit, cylinder, or tube-type article
    • Y10T428/1393—Multilayer [continuous layer]

Definitions

  • the present invention relates to a flexible tubular pipe of the type used for the operation and transport of fluids in the offshore oil industry. It more precisely relates to certain polymeric sheaths which are one of the constituent elements of these flexible pipes.
  • An outer polymeric sheath or protective sheath is generally provided above the reinforcement layers mentioned above.
  • an intermediate polymeric sheath is also provided.
  • This intermediate sheath may for example be a so-called anti-collapse sheath disposed around the pressure vault.
  • This anti-collapse sleeve is intended in particular to prevent the collapse (or "collapse" in English) of a sealing sheath and the possible carcass it surrounds when the annular (space between the sheath of sealing and outer sheath) is subjected to excessive pressure such as when the outer sheath is damaged and is no longer sealed.
  • outer and intermediate sheaths are made of thermoplastic such as polyethylene or polyamides. These materials have mechanical characteristics and chemical properties that allow them to obtain satisfactory overall results. However, they have a major disadvantage related to their cost which is very high on the one hand, but on the other hand they have, for polyethylene, a limited fatigue resistance, a resistance to poor crack propagation and an elongation at the threshold. conventional low (about 10% at 23 ° C) As polyamides, modified or non-elastomeric, they exhibit limited hydrolysis resistance. The characteristics of these materials are considered negative and disadvantageous in view of the constraints mentioned above, and this especially in the so-called dynamic applications that is to say the risers ("Risers" in English) which connect an underwater installation to a surface equipment.
  • substantially less expensive materials are known such as certain elastomeric thermoplastics which are used, for example, to form joints or various parts and which are well known in particular in the automotive industry.
  • elastomeric thermoplastics are for example TPU, SBS / SEBS, copolyetheresters, copolyether-amide, EPDM / PP, TPO or TPOVD.
  • thermoplastics are generally sought for their ability to be implemented by methods similar to those used for thermoplastics (extrusion, injection, molding) combined with their elastic properties or their ability to deform that they are conferred by the elastomer they contain.
  • WO-A-95/24578 and WO-A-00/33841 describe inter alia the use of elastomeric thermoplastics in pipes
  • these elastomeric thermoplastics have characteristics which tend to prevent their use in the field of offshore oil pipes and more particularly for so-called dynamic structures.
  • they are generally poorly resistant to UV exposure and have aging problems under outdoor ambient conditions encountered in the specific offshore application.
  • they also have too much deformation capacity due to their formulation with a quantity, usually large amount of extenders.
  • These formulations, which are rich in extenders are unusable in the context of an outer pipeline sheath, in particular because of their high deformation under a combined stress of high local pressures and axial stresses generated by the tensioners and / or the hanging weight of the pipe. flexible during laying operations.
  • thermoplastic materials that have characteristics that are in line with the requirements of oil exploitation in the marine environment.
  • certain elastomeric thermoplastics could under certain conditions be used to form flexible conduit polymer sheaths for offshore oil applications and more particularly within the framework of flexible so-called dynamic structures.
  • the object of the invention is therefore to propose a flexible fluid transport pipe of the type used in offshore oil exploitation of which at least the outer sheath or the intermediate sheath is made of thermoplastic elastomer despite the previously reported crippling obstacles and prejudices of the person skilled in the art.
  • the elastomeric thermoplastic sheath obtained preferably has a stress at the threshold ⁇ s greater than 20 MPa at 23 ° C., a resistance to thermo-oxidation OIT greater than 40 minutes at 210 ° C. and a UV resistance greater than 1500 hours ( Xenotest or wather -0- meter or equivalent).
  • the elastomer used is advantageously crosslinked.
  • the flexible tubular pipe 1 of the invention is of the type intended for offshore oil exploitation such as those defined by the API 17B recommendations. It consists of a set of constituent layers comprising polymeric sheaths and reinforcing layers or armors, said layers possibly being separated by windings of various strips intended to prevent the creep of the sheaths or intended to form a thermal insulation for example. It can also be of linked, unbound or semi-linked type depending on whether the different layers are entirely, partially or not linked together by a plastic matrix.
  • the flexible tubular pipe 1 of the invention is advantageously a pipe of the rising pipe type ("Riser" in English) connecting an underwater installation to a surface installation (buoy, platform, FPSO, ...)
  • the flexible pipe bearing the general reference 1 is of the unbonded type and of the rough-bore type, the innermost element being formed by a metal carcass .
  • the carcass 2 is formed of a short-pitch winding of an interlocked strip and serves to support the sealing sheath 3 to prevent a potential crushing of the latter.
  • a sheath 3 also called internal sheath or pressure sheath is located above the carcass 2. It is generally obtained by extrusion and has the function of sealing the "boron" where the fluid circulates and to resist to the radial component of the internal pressure exerted by said fluid by means of the pressure armor 4 which covers it.
  • the pipe illustrated in FIG. 1 also comprises an armor or pressure vault 4 formed of a short-pitch winding of a wire of stapled metal form and intended to take up the internal pressure with the pressure sheath which it covers, as well as so-called traction armor layers 5,6 wound with a long pitch and intended to take up the longitudinal forces to which the pipe may be subjected (longitudinal component of the pressure or laying forces for example).
  • the pressure vault could also include a fret.
  • conduits comprising traction armor plies wrapped with an angle close to 55 ° directly above the pressure sheath and which would function to take back both the radial and axial components of the internal pressure.
  • the flexible pipe 1 also comprises an outer protective sheath 7 intended to protect the reinforcement layers 4, 5, 6 located in the annular space that it forms with the inner sheath.
  • the pipe 1 illustrated in Figure 2 it comprises an intermediate sheath 8 in the form of an anti-collapse sheath located between the pressure vault 4 and the tensile armor 5,6.
  • This sheath is intended in particular to reduce the risk of crushing of the sealing sheath 3 when the outer sheath is damaged and the annular ring is subjected to hydrostatic pressure for example. It is thus intended to withstand this pressure using the vault on which it is based, preventing the hydrostatic pressure from being applied directly to said sealing sheath.
  • the outer sheath 7 and / or the intermediate sheath 8 of the flexible pipe is made of elastomeric thermoplastic polymer (TPE).
  • TPE elastomeric thermoplastic polymer
  • the thermoplastic block used to form the elastomeric thermoplastic polymer is chosen from the family of polyolefins and is advantageously a polypropylene (PP); which polypropylene may be of the family of homopolymers (PPH) or copolymers (PPC).
  • the elastomer used to associate with the thermoplastic is chosen from the families of butyl, EPDM (ethylene propylene diene monomer), SEBS (styrene ethylene butadiene styrene), SBS (styrene butadiene styrene), polyisoprene, polyethylene-butylene and polybutadiene.
  • EPDM ethylene propylene diene monomer
  • SEBS styrene ethylene butadiene styrene
  • SBS styrene butadiene styrene
  • polyisoprene polyethylene-butylene and polybutadiene.
  • the proportion by weight of each of the components in the starting mixture is between 30% and 70%.
  • the elastomer is advantageously crosslinked.
  • the thermoplastic block used to form the thermoplastic elastomeric polymer is a grafted olefin which can be crosslinked in post-process (after extrusion).
  • This olefin can be grafted with silane for example to allow crosslinking by hydrolysis as described in patent EP 0 487 691 of the applicant.
  • the crosslinking process described in the patent of the applicant is not exhaustive and other crosslinking processes can be applied according to the elastomeric thermoplastic polymer formulation implemented; as for example, peroxidic crosslinking and ionizing crosslinking.
  • the sheath 7, 8 is advantageously made of an elastomeric thermoplastic polymer which has a stress at the threshold ⁇ s , greater than 10 MPa.
  • this threshold constraint will be chosen greater than 20 MPa.
  • This threshold stress depends mainly on the ratio between the thermoplastic block and the elastomer as well as the extender level present in the elastomeric thermoplastic polymer formulation. These different ratios will thus be optimized to obtain the constraint at the minimum threshold required.
  • the elastomeric thermoplastic polymer used furthermore comprises meticulously selected additives so as to impart intrinsic physical characteristics to the sheath (7, 8) produced which makes it compatible with its use in offshore oil applications and more particularly dynamic applications.
  • elastomeric thermoplastic polymers commonly include thermal and UV stabilizers selected from the family of sulfites and phenols.
  • Stabilizers such as those used in the claimed elastomeric thermoplastic polymers, are known by the trade names Irganox and more particularly Irganox HP 136 of CIBA (Trademarks) which may be associated with costabilizers Irganox type 1010 or 1076 (Trademarks).
  • Irganox such as those used in the claimed elastomeric thermoplastic polymers, are known by the trade names Irganox and more particularly Irganox HP 136 of CIBA (Trademarks) which may be associated with costabilizers Irganox type 1010 or 1076 (Trademarks).
  • the nature and the quantity of these antioxidants are chosen so that the elastomeric thermoplastic polymer obtained has a high resistance to thermo-oxidation.
  • the antioxidant will thus be chosen so as to obtain an OIT at 210 ° C.
  • the elastomeric thermoplastic polymer will also include additives to enhance the UV resistance of the sheath 7,8.
  • anti-UV additives will advantageously be chosen in order to give the material a resistance greater than 1500 hours (Xenotest or water-O-meter procedure Renault 1380 or equivalent).
  • UV stabilizers in the hindered amine light stabilizer (HALS) family are preferably chosen because these stabilizers are effective because they do not absorb UV and are not consumed during the stabilization process but are regenerated.
  • HALS hindered amine light stabilizer
  • These stabilizers are known commercially as Chimassorb (registered trademark) and may be associated with UV absorbers known under the name Tinuvin from CIBA (registered trademark).
  • Tinuvin 783 consisting of Chimassorb 944 and Tinuvin 622.
  • thermoplastic material used it includes extenders intended to facilitate the use of the material.
  • the extender content will be chosen to allow obtaining a stress at the threshold greater than 10 MPa.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

  • La présente invention concerne une conduite tubulaire flexible du type de celles utilisées pour l'exploitation et le transport des fluides dans l'industrie pétrolière offshore. Elle concerne plus précisément certaines gaines polymériques qui sont un des éléments constitutifs de ces conduites flexibles.
  • De telles conduites sont décrites dans de nombreux brevets de la demanderesse tels que par exemple les brevets FR 2.782 141 ou FR 2 744 511. Elles satisfont entre autre aux recommandations de l'API 17B (American Petroleum Institute Recommended Practice 17B). Ces conduites sont formées d'un ensemble de couches différentes destinées chacune à permettre à la conduite flexible de supporter les contraintes de service ou de manutention ainsi que les contraintes spécifiques liées à leur utilisation offshore. Ces couches comprennent notamment des gaines polymériques et des couches de renfort formées par des enroulements de fil de forme, de feuillard ou de fils en matériau composites, mais elle peuvent comprendre également des enroulements de bandes diverses entre les différentes couches de renfort. Elles comprennent plus particulièrement au moins une gaine d'étanchéité interne ou gaine de pression destinée à véhiculer le fluide transporté. Ladite gaine d'étanchéité peut être l'élément le plus interne de la conduite (la conduite est alors dite de type « smooth bore ») où être disposée autour d'une carcasse formée par exemple de l'enroulement à pas court d'un feuillard agrafé (la conduite est alors dite de type « rough-bore »). Des couches de renforts formés d'enroulement de fils métalliques ou composites sont généralement disposées autour de la gaine de pression et peuvent comporter par exemple :
    • Une armure de pression formée d'un enroulement à pas court d'un fil de forme métallique agrafé, ladite armure de pression étant disposée directement autour de la gaine d'étanchéité afin de reprendre la composante radiale de la pression interne.
    • Une frette formée d'un enroulement à pas court d'un fil de forme non agrafée située au-dessus de l'armure de pression pour contribuer à la résistance à la pression interne, ladite frette et l'armure de pression formant ce qui est appelé une voûte de pression.
    • Des nappes d'armures de traction formées d'enroulements à pas long de fils de forme métalliques ou composites, lesdites nappes étant destinées à reprendre la composante axiale de la pression interne ainsi que les sollicitations longitudinales que subit la conduite, comme par exemple les efforts de pose.
  • Une gaine polymérique externe ou gaine de protection est généralement prévue au-dessus des couches de renfort précédemment citées. Dans certains cas, une gaine polymérique intermédiaire est également prévue. Cette gaine intermédiaire peut par exemple être une gaine dite anti-collapse disposée autour de la voûte de pression. Cette gaine anti-collapse a notamment pour objectif d'empêcher l'écrasement (ou « collapse » en anglais) de a gaine d'étanchéité et de la carcasse éventuelle qu'elle entoure lorsque l'annulaire (espace situé entre la gaine d'étanchéité et la gaine externe) est soumis à une pression excessive comme par exemple, lorsque la gaine externe est endommagée et n'est plus étanche.
  • Une telle conduite est connue par US-A-5 024 252.
  • En raison de l'application spécifique de ces conduites au transport de fluide et notamment d'hydrocarbures en milieu marin, l'ensemble des couches constitutives de ces conduites et en particulier les gaines polymériques sont soumises à des conditions excessivement sévères qu'elles doivent être capables de supporter. Ainsi pour les gaines polymériques, plusieurs problèmes sont rencontrés en fonction de la position de la gaine à l'intérieur de la conduite (gaine d'étanchéité interne, gaine anti-collapse, gaine de protection externe).
    • • Les gaines d'étanchéité ou gaines de pression, sont soumises à des températures élevées et sont au contact du fluide transporté. Elles doivent résister aux attaques chimiques potentielles du fluide combinées à des contraintes liées à la pression et la température.
    • • Les gaines externes et intermédiaires peuvent être également soumises à des températures qui restent relativement élevées (jusqu'à 100°c) due à la conduction thermique interne. Les gaines extérieures peuvent aussi subir des températures très faibles dues à leur utilisation dans des mers froides d'une part mais également, pour les lignes dites Riser dynamique, aux conditions atmosphériques géographiques locales (jusqu'à -25°C) ainsi qu'à l'agression des embruns, des UV pour la partie émergeante et située entre la surface de la mer et la connexion sous ou sur le support flottant (splash zone en anglais). Les conduites peuvent également être confrontées à des problèmes de déchirure ou d'abrasion liés notamment à leur manipulation lors de la mise en place des conduites par exemple. Par ailleurs leur contact direct avec le milieu marin soulève pour certains polymères utilisés comme les polyamides, les polyesters ou les capolyamides également des problèmes de résistance à l'hydrolyse. La durée de vie des conduites tubulaires offshore étant calculée pour une durée de champs jusqu'à vingt ans par exemple, il est nécessaire de s'assurer que les gaines externes sont capables de résister aux sollicitations précitées pendant cette période. La combinaison de toutes ces contraintes fait que le choix du matériau formant la gaine externe s'est porté sur des matériaux présentant une résistance suffisante en regard des contraintes précitées.
    • • Les gaines dites intermédiaires (ou gaines anti-collapse) sont, elles aussi , soumises à des conditions sévères (pression, température, frottements, hydrolyse...) qui nécessitent également de s'assurer de leur tenue sur la période de vie calculée de la conduite.
  • A l'heure actuelle, la plupart des gaines externes et intermédiaires sont réalisées en thermoplastique tel que le polyéthylène ou les polyamides. Ces matériaux présentent des caractéristiques mécaniques et des propriétés chimiques qui leur permettent d'obtenir des résultats satisfaisants dans l'ensemble. Ils présentent toutefois un inconvénient majeur lié à leur coût qui est très élevé d'une part, mais d'autre part ils présentent, pour le polyéthylène, une résistance en fatigue limitée, une résistance à la propagation de fissure mauvaise et un allongement au seuil conventionnel faible (environ 10% à 23°C) Quant aux polyamides, modifiés ou non élastomères, ils présentent une tenue à l'hydrolyse limitée. Les caractéristiques de ces matériaux sont jugées négatives et pénalisantes au regard des contraintes ci avant énoncées, et ce notamment dans les applications dites dynamiques c'est à dire les conduites montantes (« Risers » en anglais) qui relient une installation sous-marine à un équipement de surface. Par ailleurs, une autre contrainte peut s'exercer sur ces gaines externes dues à la diffusion de gaz dans l'annulaire pour le transport de certains fluides. Une telle diffusion est bien connue et des systèmes de drainage sont prévus pour permettre de contrôler la pression régnant dans l'annulaire. Toutefois ces systèmes d'expulsion du gaz ne peuvent fonctionner que pour des gradients de pression déterminés entre la pression dans l'annulaire et la pression externe, ce qui oblige la gaine externe à résister à cette différence.
  • On connaît dans d'autres domaines des matériaux sensiblement moins onéreux tels que certains thermoplastiques élastomères qui sont utilisés comme par exemple pour former des joints ou diverses pièces et qui sont bien connues notamment de l'industrie automobile. Ces thermoplastiques élastomères sont par exemple des TPU, SBS/SEBS, copolyetheresters, copolyether-amide, EPDM/PP, TPO ou TPOVD.
  • Ces thermoplastiques élastomères sont généralement recherchés pour leur capacité à être mis en oeuvre par des méthodes similaires à celles utilisées pour les thermoplastiques (extrusion, injection, moulage) combinée à leurs propriétés d'élasticité ou leur capacité à se déformer qui leur sont conférées par l'élastomère qu'ils contiennent.
  • Bien que WO-A-95/24578 et WO-A-00/33841 décrivant entre autres l'utilisation de thermoplastiques élastomères dans des conduites, ces thermoplastiques élastomères présentent des caractéristiques qui tendent à empêcher leur utilisation dans le domaine des conduites pétrolières offshores et plus particulièrement pour les structures dites dynamiques. Ainsi, ils résistent généralement mal à l'exposition aux UV et présentent des problèmes de vieillissement sous les conditions d'ambiance extérieure rencontrées dans l'application spécifique offshore. Dans leurs formes commerciales courantes, ils présentent également une capacité de déformation trop importante due à leur formulation avec une quantité, généralement importante d'extendeurs. Ces formulations riches en extendeurs, sont inutilisables dans le contexte d'une gaine externe de pipeline notamment en raison de leur forte déformation sous une sollicitation combinée de pressions locales importantes et de contraintes axiales générées par les tensionneurs et/ou le poids pendu de la conduite flexible lors des opérations de pose.
  • C'est pour toutes ces raisons que l'homme du métier a été amené à délaisser cette catégorie de matériau au profit des matériaux thermoplastiques qui présentent des caractéristiques qui sont en adéquation avec les exigences dues à l'exploitation pétrolière en milieu marin. Toutefois, il a été découvert de manière surprenante par la demanderesse à l'encontre de l'ensemble de ces préjugés, que certains thermoplastiques élastomères pouvaient dans certaines conditions être utilisés pour former des gaines polymériques de conduite flexible pour des applications pétrolières offshore et plus particulièrement dans le cadre des structures flexibles dites dynamiques.
  • Le but de l'invention est donc de proposer une conduite flexible de transport de fluide du type utilisé dans l'exploitation pétrolière offshore dont au moins la gaine externe ou la gaine intermédiaire est réalisée en thermoplastique élastomère en dépit des obstacles rédhibitoires précédemment signalés et des préjugés de l'homme du métier.
  • La conduite selon l'invention est conforme à la revendication 1 annexée.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, le thermoplastique élastomère est avantageusement réalisé sur la base d'une polyoléfine tel que le polypropylène associée à un élastomère choisis parmi les élastomères suivants :
    • SBS (Styrène butadiène styrène)
    • SEBS (Styrène éthylène butadiène styrène)
    • EPDM (éthylène propylène diène monomère)
    • Polybutadiène
    • Polyisoprène,
    • Polyéthylène-butylène
  • La gaine en thermoplastique élastomère obtenue présente préférentiellement une contrainte au seuil σs supérieure à 20 MPa à 23°C, une résistance à la thermo-oxydation OIT supérieure à 40 minutes à 210°C et une résistance aux UV supérieure à 1 500 heures (Xenotest ou wather -0- meter ou équivalent). De plus, l'élastomère utilisé est avantageusement réticulé.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regards des dessins annexés qui ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatifs
    • • La figure 1 représente schématiquement en perspective une conduite flexible de l'invention de type «rough-bore» et ses différentes couches.
    • • La figure 2 représente schématiquement en perspective une conduite flexible de type «smooth-bore».
  • La conduite tubulaire flexible 1 de l'invention est du type destinée à l'exploitation pétrolière offshore telle que celles définies par les recommandations de l'API 17B. Elle est constituée d'un ensemble de couches constitutives comprenant des gaines polymériques et des couches de renfort ou armures, lesdites couches pouvant le cas échéant être séparées par des enroulements de bandes diverses destinées à éviter le fluage des gaines ou destinées à former une isolation thermique par exemple. Elle peut de plus être de type liée, non liée ou semi-liée selon que les différentes couches sont entièrement, partiellement ou ne sont pas liées entre elles par une matrice plastique. La conduite tubulaire flexible 1 de l'invention est avantageusement une conduite du type conduite montante (« Riser » en anglais) reliant une installation sous-marine à une installation de surface (bouée, plate-forme, FPSO, ...)
  • Selon le mode de réalisation illustré figure 1, la conduite flexible portant la référence générale 1 est du type non liée (« unbonded » en anglais) et de type «rough-bore», l'élément le plus interne étant formé par une carcasse métallique. La carcasse 2 est formée d'un enroulement à pas court d'un feuillard agrafé et a pour fonction de supporter la gaine d'étanchéité 3 pour éviter un écrasement potentiel de celle-ci. Une gaine d'étanchéité 3 appelée également gaine interne ou gaine de pression est située au-dessus de la carcasse 2. Elle est généralement obtenue par extrusion et a pour fonction de réaliser l'étanchéité du « bore » où circule le fluide et de résister à la composante radiale de la pression interne exercée par ledit fluide à l'aide de l'armure de pression 4 qui la recouvre.
  • La conduite illustrée figure 1 comporte également une armure ou voûte de pression 4 formée d'un enroulement à pas court d'un fil de forme métallique agrafé et destiné à reprendre la pression interne avec la gaine de pression qu'elle recouvre, ainsi que des nappes d'armures dites de traction 5,6 enroulées à pas long et destinées à reprendre les efforts longitudinaux auxquels peut être soumise la conduite (composante longitudinale de la pression ou efforts de pose par exemple). Il va de soi que la voûte de pression pourrait également comporter une frette. De même, on ne sortirait pas du champ d'application de la présente invention en réalisant des conduites comportant des nappes d'armures de traction enroulées avec un angle proche de 55° directement au-dessus de la gaine de pression et qui auraient pour fonction de reprendre à la fois les composantes radiale et axiale de la pression interne.
  • La conduite flexible 1 comporte également une gaine de protection externe 7 destinée à protéger les couches de renfort 4, 5, 6 situées dans l'espace annulaire qu'elle forme avec la gaine interne.
  • Selon une variante d'exécution de la conduite 1 illustrée figure 2, celle-ci comporte une gaine intermédiaire 8 sous la forme d'une gaine anti-collapse située entre la voûte de pression 4 et les armures de traction 5,6. Cette gaine est notamment destinée à réduire les risques d'écrasement de la gaine d'étanchéité 3 lorsque la gaine externe est endommagée et que l'annulaire se trouve soumis à la pression hydrostatique par exemple. Elle est ainsi destinée à supporter cette pression à l'aide de la voûte sur laquelle elle s'appuie, empêchant la pression hydrostatique de venir s'appliquer directement sur ladite gaine d'étanchéité.
  • Selon l'invention, la gaine externe 7 et/ou la gaine intermédiaire 8 de la conduite flexible est réalisée en polymère thermoplastique élastomère (TPE). La séquence thermoplastique utilisée pour former le polymère thermoplastique élastomère est choisie dans la famille des polyoléfines et est avantageusement un polypropylène (PP); lequel polypropylène peut être de la famille de homopolymères (PPH) ou copolymères (PPC). L'élastomère utilisé pour s'associer au thermoplastique est choisi dans les familles des butyle, EPDM (éthylène propylène diène monomère), SEBS (Styrène éthylène butadiène styrène), SBS (Styrène butadiène styrène), polyisoprène, polyéthylène-butylène et polybutadiène. La proportion en masse de chacun des composants dans le mélange de départ est comprise entre 30% et 70%.
  • Dans un mode de réalisation de l'invention, l'élastomère est avantageusement réticulé. Toutefois, il peut être envisagé de réaliser des gaines en polymère thermoplastique élastomère dont l'élastomère ne serait pas réticulé.
  • Selon un des modes de réalisation préféré de l'invention, la séquence thermoplastique utilisée pour former le polymère thermoplastique élastomère (TPE) est une oléfine greffée qui peut être réticulée en post-process (après extrusion). Cette oléfine peut être greffée avec du silane par exemple pour permettre une réticulation par hydrolyse telle que décrite dans le brevet EP 0 487 691 de la demanderesse. Néanmoins, le procédé de réticulation décrit dans le brevet de la demanderesse, n'est pas exhaustif et d'autres procédés de réticulation peuvent être appliqués suivant la formulation de polymère thermoplastique élastomère mise en oeuvre; comme par exemple, la réticulation péroxydique et la réticulation ionisante.
  • La gaine 7, 8 est avantageusement réalisée dans un polymère thermoplastique élastomère qui présente une contrainte au seuil σs, supérieure à 10 MPa. De préférence, cette contrainte au seuil sera choisie supérieur à 20 Mpa. Cette contrainte au seuil dépend principalement du ratio entre la séquence thermoplastique et l'élastomère ainsi que du taux d'extendeur présent dans la formulation du polymère thermoplastique élastomère. Ces différents ratios seront ainsi optimisés pour obtenir la contrainte au seuil minimale requise.
  • Le polymère thermoplastique élastomère utilisé comprend en outre des additifs méticuleusement choisis de manière à conférer des caractéristiques physiques intrinsèques à la gaine (7,8) réalisée qui la rendent compatibles avec son utilisation dans des applications pétrolières offshore et plus particulièrement des applications dynamiques.
  • Les polymères thermoplastiques élastomères commerciaux comprennent de façon courante des stabilisants thermiques et UV choisis dans la famille des sulfites et des phénols. Les stabilisants, tels que ceux utilisés dans les polymères thermoplastiques élastomères revendiqués, sont connus sous les noms commerciaux Irganox et plus particulièrement Irganox HP 136 de CIBA (Marques déposées) pouvant êtres associés à des costabilisants type Irganox 1010 ou 1076 (Marques déposées). La nature et la quantité de ces antioxydants sont choisies de manière à ce que le polymère thermoplastique élastomère obtenu présente une résistance importante à la thermo-oxydation. On choisira ainsi l'antioxydant de manière à obtenir un OIT à 210° C supérieur à 20 minutes et préférentiellement supérieur à 40 minutes.
  • De plus, le polymère thermoplastique élastomère comprendra également des additifs destinés à renforcer la résistance aux UV de la gaine 7,8. Ces additifs anti-UV seront avantageusement choisis afin de confier au matériau une résistance supérieure à 1500 heures (Xenotest ou water-O-meter procédure Renault 1380 ou équivalent). On choisira préférentiellement des stabilisant UV dans la famille des HALS (hindered amine light stabilizers) du fait que ces stabilisants tirent leur efficacité du fait qu'ils n'absorbent pas les UV et ne sont pas consommés pendant le procédé de stabilisation mais sont régénérés. Ces stabilisants sont connus commercialement sous le nom de Chimassorb (Marque déposée) et peuvent être associés à des absorbeurs d'UV connus sous le nom de Tinuvin de la société CIBA (Marque déposée). On peut citer à titre d'exemple le Tinuvin 783 constitué de chimassorb 944 et de tinuvin 622.
  • Selon une autre caractéristique du matériau thermoplastique utilisé, celui-ci comporte des extendeurs destinés à faciliter la mise en oeuvre du matériau. Toutefois, afin d'éviter les inconvénients dus aux sollicitations lors de la pose, la teneur en extendeur sera choisie pour permettre l'obtention d'une contrainte au seuil supérieure à 10 Mpa.

Claims (10)

  1. Conduite tubulaire flexible (1) pour le transport de fluide dans le domaine de l'exploitation pétrolière offshore du type comportant au moins une gaine polymérique interne d'étanchéité (3), une ou plusieurs couches de renforts formés d'enroulements de fils de forme ou de feuillards métalliques ou d'éléménts allongés composites (4, 5, 6), au moins une deuxième gaine polymérique telle qu'une gaine de protection externe (7) ou une gaine intermédiaire (8), caractérisée en ce que ladite deuxième gaine polymérique est réalisée en polymère thermoplastique élastomère (TPE) comprenant des additifs anti-UV choisis pour que sa résistance soit supérieur à 1500h (Xenotest).
  2. Conduite tubulaire flexible selon la revendication 1, caractérisée en ce que les additifs anti-UV sont choisis dans la famille des HALS.
  3. Conduite tubulaire flexible selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la séquence thermoplastique du polymère thermoplastique élastomère (TPE) est une oléfine.
  4. Conduite tubulaire flexible selon la revendication 3, caractérisée en ce que la séquence thermoplastique du polymère thermoplastique élastomère (TPE) est une oléfine greffée réticulable.
  5. Conduite tubulaire flexible (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la séquence thermoplastique utilisée pour former le polymère thermoplastique élastomère (TPE) est un polypropylène.
  6. Conduite tubulaire flexible (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élastomère utilisé pour former le polymère thermoplastique élastomère (TPE) est choisi parmi les élastomères suivants :
    - SBS (Styrène butadiène styrène)
    - SEBS (Styrène éthylène butadiène styrène)
    - EPDM (éthylène propylène diène monomère)
    - Polybutadiène
    - Polyisoprène
    - Polyéthylène-butylène.
  7. Conduite tubulaire flexible (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le polymère thermoplastique élastomère utilisé pour former la deuxième gaine polymérique présente une contrainte au seuil σs, supérieure à 10 MPA.
  8. Conduite tubulaire flexible (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le thermoplastique élastomère utilisé pour former la deuxième gaine polymérique présente une résistance à la thermo-oxydation OIT à 210°C supérieure à 20 minutes.
  9. Conduite tubulaire flexible (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la deuxième gaine réalisée en thermoplastique élastomère est formée par la gaine externe de protection (7) de la conduite 1.
  10. Conduite tubulaire flexible (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la deuxième gaine réalisée en thermoplastique élastomère est formée par une gaine intermédiaire (8).
EP03727606A 2002-03-28 2003-03-21 Conduite tubulaire flexible a gaine en polymere thermoplastique elastomere Expired - Lifetime EP1492975B1 (fr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0203931A FR2837898B1 (fr) 2002-03-28 2002-03-28 Conduite tubulaire flexible a gaine polymerique en polymere thermoplastique elastomere
FR0203931 2002-03-28
PCT/FR2003/000909 WO2003083344A1 (fr) 2002-03-28 2003-03-21 Conduite tubulaire flexible à gaine en polymère thermoplastique élastomère

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1492975A1 EP1492975A1 (fr) 2005-01-05
EP1492975B1 true EP1492975B1 (fr) 2006-04-12

Family

ID=27839294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP03727606A Expired - Lifetime EP1492975B1 (fr) 2002-03-28 2003-03-21 Conduite tubulaire flexible a gaine en polymere thermoplastique elastomere

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20050229991A1 (fr)
EP (1) EP1492975B1 (fr)
AU (1) AU2003233846A1 (fr)
BR (1) BRPI0308358B1 (fr)
DK (1) DK1492975T3 (fr)
FR (1) FR2837898B1 (fr)
NO (1) NO337101B1 (fr)
OA (1) OA12797A (fr)
WO (1) WO2003083344A1 (fr)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI0608627B1 (pt) 2005-03-18 2016-03-29 Nkt Flexibles Is usos de um aço duplex, e, tubulação flexível
FR2932870B1 (fr) * 2008-06-18 2010-06-18 Inst Francais Du Petrole Conduite avec gaine a permeabilite reduite aux composes acides
EP2228578A1 (fr) 2009-03-13 2010-09-15 NV Bekaert SA Fil d'acier inoxydable à taux élevé de nitrogène pour tuyau flexible
DE102009027659A1 (de) 2009-07-13 2011-01-20 Evonik Röhm Gmbh Polyphenylsulfon-Polytetrafluoretylen-Zusammensetzungen und ihre Verwendung
CA2771377C (fr) 2009-08-21 2018-05-22 Scott Duquette Tubes dissipateurs d'energie, dispositifs d'etancheite et procedes de fabrication et d'installation associes
CA2785459A1 (fr) 2009-12-29 2011-07-28 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Materiau de tubage souple et procede de formation du materiau
US8967205B2 (en) * 2010-03-17 2015-03-03 Deepflex Inc. Anti-extrusion layer with non-interlocked gap controlled hoop strength layer
DE102010003909A1 (de) * 2010-04-13 2011-10-13 Evonik Degussa Gmbh Flexibles Rohr mit mehrschichtigem Aufbau
MY163932A (en) 2011-01-14 2017-11-15 Loders Crocklaan B V Method for producing refined vegetable oil
EP2721334B1 (fr) * 2011-06-17 2020-03-18 National Oilwell Varco Denmark I/S Tuyau flexible non collé
US8997880B2 (en) 2012-01-31 2015-04-07 Wagon Trail Ventures, Inc. Lined downhole oilfield tubulars
EP2653291B1 (fr) 2012-04-19 2018-08-15 GE Oil & Gas UK Limited Procédé de production d'un corps de tuyau flexible
BR112014028923B1 (pt) 2012-06-06 2021-01-12 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation tubo de elastômero termoplástico e método para fazê-lo
US9541225B2 (en) 2013-05-09 2017-01-10 Titeflex Corporation Bushings, sealing devices, tubing, and methods of installing tubing
GB201411874D0 (en) * 2014-07-03 2014-08-20 Wellstream Int Ltd Curvature sensor and sensing method
BR112018008584B1 (pt) * 2015-11-03 2021-08-31 National Oilwell Varco Denmark I/S Tubo flexível não ligado para o transporte submarino de fluidos
DK3596257T3 (da) * 2017-03-16 2023-10-02 Baker Hughes Energy Technology UK Ltd Tilvejebringelse af elektrisk kontinuitet og/eller radial understøtning
FR3076337B1 (fr) 2017-12-29 2020-01-17 Technip France Conduite flexible sous-marine comprenant une gaine externe multicouches
EP3850255A1 (fr) 2018-09-14 2021-07-21 ExxonMobil Chemical Patents Inc. Compositions de vulcanisat thermoplastique, leur préparation et leur utilisation dans des tuyaux tubulaires flexibles
WO2020068408A1 (fr) 2018-09-24 2020-04-02 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Mélanges thermoplastiques et composites pour tuyaux flexibles
US11371324B2 (en) 2020-07-16 2022-06-28 Saudi Arabian Oil Company Method and apparatus for installing infield flexible liner of downhole tubing
FR3123104B1 (fr) * 2021-05-21 2023-09-22 Technip N Power Conduite flexible sous-marine comprenant une couche anti-usure à base de polypropylène homopolymère

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5316046A (en) * 1986-12-27 1994-05-31 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Power steering hose
FR2619193B1 (fr) * 1987-08-03 1989-11-24 Coflexip Conduites tubulaires flexibles stables en longueur sous l'effet d'une pression interne
US5918641A (en) * 1990-06-18 1999-07-06 Hardy; Jean Flexible tubular conduit comprising a jacket made of crosslinked polyethylene device and process for manufacturing such a conduit
US5601893A (en) * 1992-09-10 1997-02-11 Elf Atochem S.A. Flexible metal pipes with a shrinkable polymer sheath, a process for their fabrication, and their utilization as flexible tubular conduits
BR9408550A (pt) * 1994-03-10 1997-08-19 Atochem Elf Sa Tubo metálico flexível processo para a fabricação do mesmo e conduto tubular flexível
FR2732441B1 (fr) * 1995-03-29 1997-05-30 Coflexip Conduite tubulaire flexible a gaine d'etancheite interne polymerique
FR2744511B1 (fr) 1996-02-02 1998-03-06 Coflexip Conduite flexible a fluage limite de la gaine d'etancheite interne dans des armures
FR2782141B1 (fr) 1998-08-10 2000-09-08 Coflexip Conduite flexible resistante a fluage limite de la gaine d'etancheite
DE69920511T2 (de) * 1998-12-21 2005-11-17 Parker-Hannifin Corp., Cleveland Druckwiderstandsfähige schlauchkonstruktion
US6742545B2 (en) * 1998-12-21 2004-06-01 Parker-Hannifin Corporation Hose construction
US6889716B2 (en) * 2003-01-27 2005-05-10 Flexpipe Systems Inc. Fiber reinforced pipe

Also Published As

Publication number Publication date
OA12797A (fr) 2006-07-10
WO2003083344A1 (fr) 2003-10-09
US20050229991A1 (en) 2005-10-20
NO20043957L (no) 2004-12-08
DK1492975T3 (da) 2006-08-07
EP1492975A1 (fr) 2005-01-05
BRPI0308358B1 (pt) 2015-06-30
NO337101B1 (no) 2016-01-18
AU2003233846A1 (en) 2003-10-13
FR2837898B1 (fr) 2004-07-16
BR0308358A (pt) 2005-01-25
FR2837898A1 (fr) 2003-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1492975B1 (fr) Conduite tubulaire flexible a gaine en polymere thermoplastique elastomere
WO2019129870A1 (fr) Conduite flexible sous-marine comprenant une gaine externe multicouches
FR3079904A1 (fr) Conduite flexible non reliée
FR2720472A1 (fr) Tuyau de transport de carburant.
FR2759018A1 (fr) Produit composite thermoplastique-elastomere, tel par exemple qu'un tuyau de transport de refrigerant pour circuit de climatisation
EP1678437B1 (fr) Conduite tubulaire flexible notamment pour exploitation petroliere, a enroulement de ptfe
FR2784445A1 (fr) Conduite flexible a frette de forte inertie
EP0754897A1 (fr) Tuyau de transport de carburant
WO1995016564A1 (fr) Article multicouche comprenant un elastomere vulcanise associe directement a un thermoplastique
HU218344B (hu) Nagynyomású hajlékony tömlőszerkezet, és eljárás annak előállítására
WO2003083343A1 (fr) Dispositif pour limiter le flambage lateral des nappes d'armures d'une conduite flexible
FR2772108A1 (fr) Conduite flexible comportant une gaine en polymere bicouche
EP3206866B1 (fr) Conduite flexible sous-marine comprenant une couche comprenant un polyéthylène à résistance thermique accrue réticulé
EP3113944B1 (fr) Tube multicouche et son utilisation pour un transport de fluide à moyenne pression
EP1561061B1 (fr) Conduite tubulaire flexible pour le transport d un fluide
EP1911576A1 (fr) Canalisation PPA/fluoropolymère
US20060016499A1 (en) Flexible, kink resistant, fluid transfer hose construction
WO2017097931A1 (fr) Embout de connexion d'une conduite flexible et procédé de montage associé
EP3810967B1 (fr) Conduite flexible destinée à être immergée dans une étendue d'eau, procédé de fabrication et utilisation associés
WO2018224566A1 (fr) Embout de connexion d'une conduite flexible et procédé de montage associé
WO2022243424A1 (fr) Conduite flexible sous-marine comprenant une couche anti-usure à base de polypropylène homopolymère
EP1340934A2 (fr) Tuyau comportant trois couches
FR2858038A1 (fr) Conduite multicouche ayant une couche interne en un polymere base sur un monomere pentene substitue
FR2858037A1 (fr) Conduite multicouche ayant une couche interne comportant une cyclo-olefine
FR3104667A1 (fr) Conduite flexible sous-marine comprenant une couche comprenant du polyméthylpentène

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20041028

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK

17Q First examination report despatched

Effective date: 20050211

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8566

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DK FR GB

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20060612

REG Reference to a national code

Ref country code: DK

Ref legal event code: T3

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20070115

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 14

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 15

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 16

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20220316

Year of fee payment: 20

Ref country code: DK

Payment date: 20220222

Year of fee payment: 20

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20220331

Year of fee payment: 20

REG Reference to a national code

Ref country code: DK

Ref legal event code: EUP

Expiry date: 20230321

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: PE20

Expiry date: 20230320

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20230320